Способ очистки анодных газов

 

О П И С А Н И Е ">860840

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.12.79 (21) 2895483!23-26 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл.

В 01 D 53!34

1осударственный комитет (43) Опубликовано 07.09.81. Бюллетень ¹ 33 (53) УДК 66.074.3 (088.8) по делам изобретений н открытий (45) Дата опубликования описания 07.09.81 (72) Авторы изобретения .1Ю@ Ю

°:р Й н 1 к .1т ;фтИ. В. Кашин, К. П. Андреев, В, И. Семенов и Д. М. Дмитриева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ АНОДHblX ГАЗОВ

Изобретение относится к области очистки анодных газов от закрытых электролизеров и может быть использовано для снижения выбросов фреонов на химико-металлургических предприятиях.

Известен способ удаления галоидзамещенных углеводородов из газов путем их химического разложения при 750 — 1100 С в присутствии кислорода воздуха при контакте со слоем оксидов металлов (Ц.

Недостаток способа заключается в том, что требуется обновление слоя оксидов металлов и удаление твердых отходов в виде образующихся галидов металлов.

Известен также способ очистки анодных газов от фреонов метанового ряда путем плазмохимического разложения с последующей утилизацией образующихся хлористого и фтористого водорода (2). Анолные газы, содержащие фреоны, вместе с кислоро дом или воздухом подают в реакционную камеру в струю водородной плазмы с тем пературой 2200 К. Из реактора продукты реакции направляют в адсорбер для улавливания фтористого и хлористого водорода. Анализ газовой фазы после абсорбера показал, что 60% углерода связывается в окись углерода. Степень конверсии фреонов составляет 95 — 98%. Избыток водорода со следами фреонов и метана сжигают на факеле.

Существенным недостатком способа является образование окиси углерода и углерода. Кроме того, использование электриче ской дуги для образования плазмы сокра5 щает ресурс работы плазмотрона и ведет к загрязнению продуктов реакции частичками материала катода и анода. Использование водорода в качестве плазмообразующего газа делает способ дорогим и взрыво10 опасным. Избыток водорода требует дополнительной операции — дожигания в факе:!е дорогостоящего реагента.

Цель изобретения — исключение образования углерода и окиси углерода, обеспе15 чение взрывобезопасности процесса н его удешевление.

Это достигается тем, что перед разложением в очнщаемые газы вводят пары воды в количестве, равном стехиометрическо20 му по отношению к фреонам, причем процесс ведут в высокочастотном плазмотроне.

Происходит полное разложение фреонов с образованием двуокиси углерода и смеси галогенводородов по реакции, описываемой

25 уравнением

CFC1< „+ 2НвО - - СОв + HF + — (4 — и) НС1

Использование водяного пара вместо воЗО дорода позволяет создать взрывобезопас860840

Составитель В. Семенов

Техред М. Гайдамак

Корр ктор 3. Тарасова

Редактор Т. Колодцева

Изд. ¹ 540 Тираж 712

ВНИИГ1И Государственного когиитета СССР по делам изобретений и открытий!!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Заказ 6502

Загорская типография Упрполнграфиздата Мособлисполкома

3 ныс условия раооты установки. Кроме того, замена водорода па водяной пар снижает затраты па рсагспты. Смесь образующихся галогенводородов поглощают водными растворами, очищенный газ выбрасывают в атмосферу, а растворы кислот возвращают в производство.

Пример. Исследования проводят на опытной установке. Основным узлом установки является плазмотрон мощностью

25 кВт, который состоит из индукционной камеры, помещенной в кварцевую трубку.

Высокочастотный электрический разряд генерируется в плазмотроне при помощи индуктора, питаемого от генератора. Для зажигания плазмы служит аргон, который подают в верхнюю часть кварцевой трубки.

Водяной пар и фреоны, проходя черсз плазму, реагируют при высокой температуре (5000 К) с образованием фтористого и хлористого водорода и углекислого газа.

Расход водяного пара 0,5 м /ч. Расход фреонов соответствует стехиометрическому количеству по реакции гидролитического разложения. Опыты проводят на фреоне-12 и фреоне-14. Продукты разложения фреонов отводят из зоны реакции и конденсиру.от в колонках с водой с образованием смсс» соляной и плавиковой кислот. Углекислый газ и неразложившиеся фреоны проходят через газовую пипетку на ИК-спектрофотометрический анализ для определения степени очистки отходящих газов от фреонов. Кроме того, степень разложения фреонов рассчитывают по результатам химического анализа поглотительных растворов в колонках, т. е. по количеству образовавшегося НГ и НС1.

По данным ИК-спектрофотометрического и химического анализов степень разложения фреона-12 — 100о1о, фреона-14—

98о о. Побочных продуктов в отходящих газах не обнаружено.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет практически на 100о о провести

„очистку отходящих газов от фреонов метанового ряда. Использование водяного пара для разложения фреонов исключает присутствие угарного газа и других посторонних примесей на выходе из установки, поз10 воляет создать взрывобезопасные условия работы по сравнению со способом разло>кения фреонов в водородной плазме. Использование высокочастотного плазмотрона повышает надежность и ресурс работы уста115 новки. Растворы кислот, возвращаемые в производство, не загрязняются посторонними примесями.

Формула изобретения

1. Способ очистки анодных газов от фреонов метанового ряда путем плазмохимического разложения с последующей утилизацией образующихся хлористого и фтористого водорода, отличающийся тем. что, с целью исключения образования углерода и окиси углерода, обеспечения взрывобезопасности процесса и его удешевления, перед разложением в очищасмыс газы вводят пары воды в количестве, равном стехиометрическому по отношению к фреонам.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс ведут в высокочастотном плазмотроне.

36 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3845191, кл. 423—

240, 1975.

2. В. С. Шайдуров, А. А. Назаренко.

40 Разработка плазмохимического способа утилизации анодных газов. Отчет Пермского филиала государственного института прикладной химии. Пермь, 1975 (прототип) .